Китайски търговец на едро на спирална паралелна скоростна кутия F серия за планетарна скоростна кутия за разбъркващи машини срещу спирална скоростна кутия

NVH характеристики на спиралната скоростна кутия

Обикновено спиралната скоростна кутия се използва за предаване на въртящ момент, скорост или и двете. Основната ѝ функция е да върти кръгла машинна част, като едновременно с това се зацепва с други зъбни части. Тя работи на същия принцип като лост.

Типични приложения

Типичните приложения на спиралните скоростни кутии включват конвейери, вентилатори и елеватори. Те се използват също в производството на пластмаси и гума. Основните им предимства включват намалени вибрации, по-ниски нива на шум и висока товароносимост. Известни са също, че са по-издръжливи и тихи от цилиндричните зъбни колела.
Има няколко фактора, които трябва да се вземат предвид при избора на подходящ комплект зъбни колела за конкретно приложение. Те включват изисквания за мощност, изисквания за въртящ момент и средата, в която ще работи. Също така ще трябва да се вземат предвид лагерите и смазочните материали.
Спиралните зъбни колела се използват за приложения с големи товари, тъй като осигуряват висока товароносимост. Те също така са по-евтини от цилиндричните зъбни колела. Въпреки това, тяхната ефективност е по-ниска от тази на цилиндричните зъбни колела. Това се дължи на факта, че спиралните зъбни колела имат по-големи зъби. Те също така имат по-ниско динамично натоварване от цилиндричните зъбни колела. Това намалява износването на зъбните колела.
Спиралните зъбни колела се използват и във високоскоростни приложения. Те могат да се използват и с непаралелни валове. Обикновено се избират пред цилиндрични зъбни колела за непаралелни приложения. Спиралните зъбни колела обаче са склонни към несъосност поради аксиален натиск. Това може да се коригира чрез регулиране на позицията на лагера.
Спиралните зъбни колела могат да се използват и като предавателни механизми. Те се използват често в трансмисии в автомобилната индустрия. Използват се и в широк спектър от други промишлени приложения. Те включват вентилатори, подавачи, охладители и конвейери. Могат да се използват и в хранително-вкусовата и нефтената промишленост.
Най-често срещаните видове спирални скоростни кутии са едно- и двуспиралните. Едноспиралните зъбни колела имат една спирална секция, успоредна на оста. Предлагат се и такива с кръгово-дъгова извивка на зъба.

Характеристики на шумозаглушаване (NVH)

Характеристиките на шума и вибрациите (NVH) на спиралните скоростни кутии са основен фактор при разработването на нови продукти за задвижване. NVH може да се определи количествено с помощта на вейвлет анализ, порядков анализ и статистически енергиен анализ. Тези техники обикновено се използват в честотната област, но могат да се използват и в реално време.
Най-основният метод за шумово-вибрационно изследване (NVH) използва модален анализ за количествено определяне на шума от предаването. Опростените модели използват синусоидални вариации на коравината, но могат да се използват и за изучаване на специални ефекти.
Един от най-важните аспекти на шума, вибрациите и вибрациите (NVH) е целостта на сигналната верига. Сигналната верига се влияе от удара от зацепването на зъбните колела и възбуждането на главния корпус на трансмисията. Първата стъпка при количественото определяне на NVH е установяването на сигнална верига. Това може да се направи чрез сравняване на сигналите, записани на аналогово-цифров преобразувател или твърд диск. След това, с помощта на бързи Фурие трансформации, сигналите се преобразуват от времевата област в честотната област.
За NVH анализ е важно да се получи представителен прототип на производствения автомобил. Това е необходимо в началото на фазата на проектиране, тъй като промените в крайния продукт често изискват съществени модификации в дизайна.
При спиралните скоростни кутии основното предимство на конфигурацията с обратен модул е, че радиалната скоростна кутия е по-икономична за производство. Радиалната скоростна кутия използва същите инструменти за рязане на зъби като цилиндричната предавка, но може да се произведе по-икономично.
Основните характеристики на спиралните зъбни колела са, че имат по-голям контакт с повърхността и са с по-голяма товароносимост. Поради това спиралните скоростни кутии обикновено се използват за приложения с високо натоварване. Спиралните скоростни кутии обаче са склонни да произвеждат по-ниска ефективност от цилиндричните типове.
Термичната деформация на лагерите може също да промени NVH характеристиките на трансмисионна система със спирални зъбни колела. В това изследване се изследва влиянието на повишаването на температурата на лагерите върху нелинейните динамични характеристики на трансмисионна система със спирални зъбни колела.

Хеликс

В сравнение с конвенционалните зъбни колела, спиралните зъбни колела имат по-голям контакт с повърхността и произвеждат по-малко шум. Тези зъбни колела са чудесен избор за битови и леки промишлени приложения, особено там, където се изисква висока ефективност.
Спиралните зъбни колела създават аксиална тягова сила чрез специална смазка. Те се използват в различни индустрии, като автомобилната, петролната, хранително-вкусовата, пластмасовата и текстилната. Използват се също във вентилатори, подавателни устройства и мотор-редуктори.
При спиралните зъбни колела има специален зъб, разположен под ъгъл спрямо оста на въртене. Този зъб запазва контакт, докато зъбното колело се завърта до пълно зацепване. Обикновено ъгълът между спиралата и оста на въртене е от 15 до 30 градуса. Този ъгъл е важен за определяне на броя на зъбите.
В сравнение с праволинейното зъбно колело, спиралното зъбно колело има по-високо съотношение мощност/тегло. Това означава, че спиралното зъбно колело може да поеме по-голямо натоварване.
Спиралните зъбни колела обикновено са сдвоени, като всяко зъбно колело съдържа V-образен зъб. V-образният зъб е проектиран да позволи по-голямо съотношение на контакт, като същевременно поддържа приемливо минимално количество долен хлабина. Върхът на зъба обаче може да се счупи, ако е твърде тънък.
Математическото определение на ъгъла на спиралата е важно за проектирането на спирално зъбно колело. Ъгълът на спиралата е дефиниран в раздела за геометрията на зъбите на спиралното зъбно колело.
Ъгълът между спиралата и аксиалната ос на въртене се използва за изчисляване на аксиалното контактно съотношение на зъбно колело. Това съотношение се определя като сума от общия брой контактни линии или зъби. Ако коефициентът на припокриване на зъбна двойка е нула, тогава аксиалното контактно съотношение също е нула.
Спиралната скоростна кутия може да бъде високоефективна трансмисионна система, но може да страда от грешки в предаването. Това е резултат от аксиалната сила на натиск, която се разсейва, когато влезе в контакт с противоположен зъб. За да се сведе до минимум загубата на мощност в спирална скоростна кутия, са разработени няколко подхода.

Напречни и нормални равнини на зъбите

Обикновено зъбите на спиралните зъбни колела имат две равнини: напречна и нормална равнина. Нормалната равнина е перпендикулярна на равнината на стъпката. Напречната равнина е перпендикулярна на аксиалната равнина.
Когато зъбът е в контакт, натоварването е нормално спрямо повърхността в точката на контакт. Това е известно като ъгъл на натиск. Този ъгъл е функция на радиалното положение на зъба спрямо оста на вала. Ъгълът може да се използва и за описание на формата на зъба.
При спиралните зъбни колела нормалният ъгъл на налягане е ъгълът на линията на натоварване в равнината, перпендикулярна на оста на зъба. Важно е да се знае ъгълът на налягане при изчисляване на силите в двойка спирални зъбни колела. Този ъгъл обикновено е между 15 и 30 градуса.
Спиралната скоростна кутия е най-широко използваната скоростна кутия. Тя се състои от набор от спирални зъбни колела, свързани с успоредни валове. Използва се също във вентилатори, текстилна, захарна и морска промишленост. Има по-високо ниво на контакт и по-малко вибрации от конвенционалните зъбни колела.
Спиралните зъбни колела могат да се използват в подавачи, вентилатори, както и в каучукови и пластмасови приложения. Те са по-тихи от конвенционалните зъбни колела, което е особено важно в хранително-вкусовата промишленост. Те също така пренасят по-големи товари. Освен това са издръжливи и могат да се използват във вентилатори.
Спиралните зъбни колела имат наклонена зъбна следа. Те са по-малко шумни от конвенционалните зъбни колела, което ги прави идеални за морски приложения. Те също така предават въртенето плавно. Те имат ефективна аксиална сила на натиск и предават по-малко вибрации. Използват се в много промишлени приложения, включително в нефтената и хранително-вкусовата промишленост.
Спиралните зъбни колела на непаралелни валове имат два основни кръга: делителния кръг и диаметъра на основата. Тези кръгове могат да бъдат различни, така че в радиалната модулна система могат да се използват различни форми на зъбите.

Въздействие на външна сила върху спиралните зъбни колела

Като се има предвид, че скоростните кутии често са ключов компонент на силовото предаване, е изследвано влиянието на външната тяга върху тях. Тази статия представя теоретичен модел, придружен от експериментални измервания. По-специално, тази статия се фокусира върху ефектите на тяговия пръстен върху пътя на предаване.
Успешно е доказано, че аксиалният пръстен намалява аксиалното усилие между спиралните зъбни колела. Той също така намалява акустичното въздействие на скоростната кутия, като намалява излъчваната звукова мощност. Това е постигнато чрез вграждане на механизъм за затихване на звука, който включва затихване на Рейли. Масленият филм, който обгражда аксиалния пръстен, е друг демпфериращ елемент.
В допълнение към намаляването на вибрациите на скоростната кутия, затихването на масления филм може да намали свързаните степени на свобода. За да се тества това, беше разработен теоретичен модел на скоростна кутия, оборудвана с аксиален пръстен. След това този модел беше използван в симулационен модел на динамиката на скоростната кутия, за да се анализират ефектите на аксиалния пръстен върху пътя на прехвърляне.
Първият частичен модел показва как масленият филм и излъчената звукова мощност могат да променят акустичните характеристики на скоростната кутия. По-специално, нивата на звуково налягане на възбуждащите честоти се сравняват на горния капак на скоростната кутия във вертикална посока. Това е направено с помощта на акселерометър.
Вторият частичен модел е симулация на въздушен шум от корпуса на скоростната кутия. Това се прави, използвайки комбинираното възбуждане на двигателя и зацепващото възбуждане. Това се прави чрез измерване на честотата на излъчен звук при четири различни комбинации от въртящ момент и скорост.
Освен това, спиралното зъбно колело е нарязано на произволен брой напречни сечения. Всяко зъбно колело след това се монтира на вал, който се върти с различно време. За сравнение, спиралното зъбно колело се сравнява със съответно цилиндрично зъбно колело. Цилиндровото зъбно колело има по-високо напрежение в основата, но относителното му контактно напрежение не е толкова голямо, колкото това на спиралното зъбно колело.

редактор от CX 2023-05-26